多様体の幾何を利用した符号化の研究

利用流形几何进行编码的研究

基本信息

批准号：
20K04492
负责人：
小西たつ美
金额：
$ 1.66万
依托单位：
Aichi Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、複数の送受信アンテナを用いたMIMO（multiple-input multiple-output）通信方式において、送信アンテナと受信アンテナが構成する信号空間や、時刻・周波数などの各要素に対し、主に多様体の幾何的性質を利用することで、通信システムの性能を向上させる符号化技術の検討を目的としている。本目的に対し、我々は、グラスマン多様体が重複なくシューベルト胞体という部分で分割される性質を利用した、高速移動体通信に有効なMIMO符号化方式を提案している。高速移動体通信では、通信路情報を正しく取得することが難しい。そこで、通信路情報を必要としないノンコヒーレントMIMO通信が提案されており、中でもグラスマン多様体を用いる方式の有効性が示されてきたが、最も適切な手法でも、正規化ドップラー周波数が0.03程度までが、正しく通信できる限界であった。一方、我々が本研究課題によって提案している手法は、正規化ドップラー周波数の変動では誤り率が変化せず、例え0.1という超高速移動体通信の状況になっても、正しく通信が行えるという画期的な手法となっている。また提案手法を用いたMIMOシステムの一例として、多重解像度MIMO通信も提案してきた。それは、低解像度の送信情報でシューベルト胞体を選択し、高解像度の送信情報でシューベルト胞体の行列要素を決定するという方式である。これまで低解像度の情報が、なぜ超高速移動体通信で通信可能となるかを理論的に考察し、コンピュータシミュレーションで誤り率の評価を行ってきたが、当該年度では、この手法の誤り率の理論式を導出することに成功し、シミュレーション結果と合致することを示した。また実際に利用する際の問題点と、その解決法についても検討した。検討した結果は、論文として投稿するために、現在準備中である。

这项研究旨在检查通过使用多个传输和接收天线的多重输入多输出（MIMO）通信方法来改善通信系统性能的编码技术，例如信号空间以及时间和频率，主要是利用多种多样的几何特性。为此，我们提出了一种对高速移动通信有效的MIMO编码方法，利用Grassmann歧管的特性将其分为称为Schubert Endoplasms的部分而不会重叠。通过高速移动通信，很难正确获取通信渠道信息。因此，已经提出了不需要通信通道信息的非连接的MIMO通信，并且已经显示了使用Grassmann歧管的方法的有效性，但是即使使用最合适的方法，归一化的多普勒频率也限于约0.03，这是正确通信的极限。另一方面，我们在本研究主题中提出的方法是一种开创性的技术，在这种技术中，由于归一化多普勒频率的波动，错误率不会改变，即使情况处于0.1的超高速度移动通信中，也可以正确通信。此外，已经提出了使用该方法的多个分辨率MIMO通信作为MIMO系统的示例。这是一种根据低分辨率传输信息选择舒伯特内质的方法，而舒伯特内质的矩阵元素是根据高分辨率传输信息确定的。到目前为止，我们从理论上考虑了为什么可以通过超高速度移动通信传达低分辨率信息，并使用计算机模拟评估了错误率。但是，在今年，我们成功地得出了该方法错误率的理论方程，表明它与仿真结果匹配。我们还研究了使用产品和解决方案时的问题。审查的结果目前正在准备作为论文的提交准备。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Performance Analysis of MIMO Communication Using Decomposition of Grassmann Manifold

使用格拉斯曼流形分解的 MIMO 通信性能分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tatsumi Konishi;Naotaka Miyaji
通讯作者：
Naotaka Miyaji

Spatial Vectors Effective for Nakagami-<i>m</i> Fading MIMO Channels

对 Nakagami-<i>m</i> 衰落 MIMO 信道有效的空间矢量

DOI：
10.1587/transfun.2021tal0001
发表时间：
2022
期刊：
IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences
影响因子：
0
作者：
KONISHI Tatsumi;NAKANO Hiroyuki;YANO Yoshikazu;AOKI Michihiro
通讯作者：
AOKI Michihiro

Sparse Spatial Modulation Scheme Effective for Ultrafast Mobile Communications

对超快移动通信有效的稀疏空间调制方案